为何选择 Zephyr?

为何选择 Zephyr?,第1张

Zephyr 项目于 2 月宣布时,Linux 社区的许多成员似乎都感到不解。尽管由 Linux 基金会托管,但 Zephyr 是一款完全独立的 *** 作系统,并未采用 Linux 代码。与多个其他开源 *** 作系统项目(包括面向许多 ARM SoC 的 Linux)一样,该 *** 作系统也面向小型硬件设备 —— 从 Arduino 到 ARM 系统芯片 (SoC)。在于圣迭戈举办的 016 年嵌入式 Linux 大会上,Zephyr 团队现场说明了这一新项目为何恰逢其时,并希望它可引起开发人员的浓厚兴趣。

“事物” *** 作系统
任职于英特尔的 Anas Nashif 在其演讲中简述了Zephyr,包括英特尔支持该 *** 作系统的背景及其功能。该项目的基本目标是为“子 Linux 设备 (sub-Linux device)”提供一种开源的实时 *** 作系统 (RTOS)。除此之外,英特尔研究了市场上目前的 RTOS 产品,发现它们存在多方面不足。首先,其中多款产品仅支持一种架构,这影响了它们的吸引力。
其次,多款产品为用户自主开发 (roll your own) 的项目,用于研究或由单人维护。这似乎会产生严重的安全缺陷。此外,一些较小的 RTOS 项目使用特殊的软件许可证,这也会限制开源社区对它的采用。最后,许多现有项目在功能方面受到过多限制,无法用作物联网 (IoT) 设备的通用 *** 作系统,而英特尔认为 Zephyr 可担此重任。
相比之下,Zephyr 开源 RTOS 产品具有如下优势:支持多个架构、具有广泛的贡献者群以及不只提供一种“调度程序”,而且还提供出色的网络支持和真正的安全框架。英特尔有幸获得了 Wind River 微控制器 RTOS 的权限,认为它有望成为广泛适用的 *** 作系统,于是着手改进代码并做好发布准备。终于,他们推出了现在众所周知的 Zephyr 开源项目,该项目还用作 Wind River“Rocket”RTOS 产品的核心。目前,英特尔主导相关的开发工作。
Nashif 表示,Zephyr 基于已使用十多年、久经实际应用考验的 Wind River 代码库而构建。扩展原始代码包括几个关键步骤。首先,通过重构提升模块化水平。在编译时,开发人员可按需采用或删除任何子系统以适应硬件。硬件包括“最底端子 Linux 设备”、“成本最低的芯片”等。他演示的幻灯片列出了运行 Zephyr 的初始硬件产品,包括低端的 Arduino 101 和英特尔 Quark D2000,以及高端的第二代英特尔 Galileo。但他补充到,Galileo 只是一种开发平台,完全能够运行 Linux,因此他认为没人会将它用于 Zephyr 的实际部署。
其次,Zephyr 团队加入了网络功能。他们从头编写了低功耗蓝牙 (BLE) 实施方案,并移植了开源 Contiki RTOS 中的 IP 堆栈。支持 IPv6,包括低功耗 6LoWPAN。该项目仍在考虑其他网络堆栈,近场通信 (NFC) 可能被采纳;ZigBee 根据需要,WiFi 也可能被采用。
其代码库的第三个新增特性是基于 TinyCrypt 的加密库。在单独举行的会议中,安全开发人员 Constanza Heath 介绍了 TinyCrypt 的一套随机数生成 (RNG)、密码和密钥交换基原以及 Zephyr 的通用安全方法。一个 Zephyr 映像只运行编译时静态连接的单个应用。单个地址空间和无支持的可加载内核模块大幅缩减了攻击面。她概述道,当单个静态连接的进程在运行时,恶意代码只可能在编译时运行在 Zephyr 硬件上。因此,该项目省略了一些其他安全特性,而较大的 *** 作系统会使用这些特性防范安全漏洞,不过她表示其团队仍在研究加入一些保护功能,如地址空间随机化。对于多数安全特性,亟需解决的问题是平衡安全性与容量。
特性
在容量方面,Zephyr 可在 RAM 为 8KB 时流畅运行,甚至可在 RAM 为最小的 2KB 时运行,不过 Nashif 表示在 2KB 时它仅支持“Hello World”演示,无法提供其他功能。Zephyr 内核可采用两种模式的其中之一进行配置。最小的是“超微内核”模式,该模式可提供基础的多线程执行环境、线程间同步服务(包括信号量和互斥量)、消息队列和中断服务。他表示,超微内核模式有望用于最小和最廉价的设备,如环境传感器,这些设备除收集和发送数据外只需实施少量的处理工作。
微核模式相比超微核模式较为先进,可提供超微核模式特性的超集,包括更复杂的消息队列、更多的内存分配服务、抢占式任务和轮询时间切片。该模式有望用于稍大的物联网节点之上,如可能需要先对从传感器收集的数据进行处理和格式化、然后将其转发至远程服务器的传感器中枢。Nashif 指出,超微核和微核模式都提供网络功能,不过为全 IP 网络堆栈配置超微核 build 可能致使 Zephyr 难以用于 10KB 以下 RAM 的设备。
此外,Nashif 表示 Zephyr 还可利用一些 Linux 工具。使用 Linux 内核的 kconfig 可进行配置,使用 kbuild 可完成 Zephyr build。但是他表示,相似性止于工具,Zephyr 映像针对单个应用进行配置和构建。“我们只是借鉴 Linux 的优势,但不是完全照搬 Linux。”该项目提供支持五个编译器的软件开发套件 (SDK),该套件包含用于传输图像至准备和调试的工具。除在 Linux、Windows 和 Mac OS X 上运行外,该 SDK 还可在 Docker 容器中运行。
Nashif 表示,英特尔将 Zephyr 视作一项战略投资。该公司发现 RTOS 市场存在巨大鸿沟,尤其在物联网设备方面,因此想抓住机遇构建相应项目来填补这一鸿沟。英特尔希望获得社区支持,并尽可能与其他开源项目展开合作。Nashif 补充道,他明白物联网市场竞争激烈,两款新物联网 *** 作系统自 Zephyr 发布后又相继问世,而且这种竟相发布新品的趋势并不会减缓。
任何想要称霸物联网市场的厂商都需要“过关斩将”,打败诸多竞争对手,无论是在专有还是开源领域。Zephyr 尚处于发展初期,不过其代码库在 Wind River 中已使用了较长时间。Zephyr 的发展前景令人期待。
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说起物联网(Internet of Things, IoT),估计很多人都耳熟能详,因为我们早就在各种各样的媒体中看到过好多次这个名词了。

按照中国传统观点,万物实际上是有着天然的联系的,那么人类为何又要画蛇添足般地再把他们连接起来呢?原因很简单, 万物的天然联系是依靠的自然规律,而人类并不能控制他们,而物联网让万物以人类的意愿进行连接,从而让人类可以控制他们 。物联网,无非是又一个人类征服和控制自然的尝试而已。只要万物能够互联并且通过有效的手段在需要的时候知道他们的状态,从而采用有效的手段进行干预,那么人类就有了对万物的相当程度的控制权。

这给了人们很大的想象空间,因此,也吸引了大量的淘金者,试图分享这样一块看起来巨大无比的蛋糕。 但这么多年来,现实并不乐观。

根据我的了解——可能并不准确——我感觉物联网现在处于一个比较尴尬的阶段。 一方面,物联网的呼声很大,人们寄予很大的期望;但另一方面,市场的反响并不热烈,本来应该跟人们的生活息息相关的物联网,似乎在现实中并没有被人们所感知。我观察到的现实就不很乐观。 算得上物联网的智能家居曲高和寡,国内力推的NB-IoT雷声大雨点小,LoRa使用的主流频段在国内被事实上禁用, Zigbee等覆盖范围过小……

在这里,我想梳理一下物联网在国内发展的现状,以便于更好地定位和找出问题所在。

物联网可以看做是互联网的升级版本,传统的互联网连接的是人;物联网不光连接人,还要连接物,除了人类的互动外,还需要让人能够更好地把控物。 人是自带智能的,所以传统的互联网的重点在于连接,只要有连接,人们就会互动,产生内容等,对网络的智能要求就不高;但物联网连接的是物,物本身不具备智能, 需要通过人来控制或者智能系统来自动控制。

物联网也是近十年来出现频率很高的智慧某某(例如智慧城市,智慧楼宇,智慧园区,智慧安防等)的基础设施。 什么是智慧?我认为就是能够根据某个特定的需求和目标,自主动态调节现有状态的能力 。这需要至少有两个部分构成,一是要有数据分析和处理的“大脑”部分,二是要有数据收集和指令执行的“躯体”部分。 我们往往把狭义的躯体部分作为狭义的物联网, 也可以称为物联网10, 实现了物体的初步连接和数据收集和反馈能力,但这套系统要想实用,实际上离不开人,因为数据的分析和控制指令的下达还是需要人来做;而大脑+躯体才是真正智慧的物联网,在我看来这才是能够给人类带来很大便利的物联网,才具备大范围应用的技术基础, 可以把这称为物联网20。

现阶段的物联网还是停留在由人控制的阶段,也就是10时代,这个阶段对数据的处理存在瓶颈,因此,并不适合复杂的应用,也不适合大范围使用。因此我们可以看到,应用比较广泛的应用也就是那少数的简单应用,如抄表、环境监测、家电控制等。云计算、大数据、机器学习、人工智能等技术是近几年的IT领域的热点,进展也非常迅速,他们的发展为物联网向20阶段进化提供了坚实的基础。

我们日常生活,现有的已经足够很好地满足人们的需求了;物联网,只是人们对更高生活水平的追求的产物,并且不是必需的;对于非必需品来说,要想普及需要足够的性价比或者就索性走高端路线。但从目前的物联网市场看,由于缺少比较成熟的家用物联网方案,因此并不能大规模使用,这导致物联网应用起来成本比较高,在家居中只有高端住宅才可能会使用,占比很少,家居物联网在这种初级阶段必须得要走高端路线,当然这也符合很多新事物的初始状况特征。

物联网在工商业中也有一些应用,例如RFID领域,我们已经可以在一些商店中看到。其他还有很多物联网项目,多数隐藏在智慧某某的名头之下,现阶段,只要是冠以智慧的项目,其造价一般会令人咂舌。 因此,在性价比不高的情况下,人们使用他的积极性自然不高了。

中国运营商去年决定要大力推广NB-IoT,他们试图提升性价比,因此希望设备和解决方案提供商们能够以较低的价格提供相关产品,由于其体量,确实有部分供应商愿意以接近成本价的价格向其提供产品;但即使是这样,愿意使用的用户也不多,这让供应商的积极性大大降低,因为根本就无利可图。也因为此,NB-IoT的这一波推广活动实际上到目前看来是比较失败的。

从连接介质来看,物联网分为有线和无线两种,考虑到实际部署的难度,无线方式显然更有机会会成为主流的连接方式。

从终端和因特网连接关系来看,物联网也可以划分为两种方式:一种是直接和因特网连接,例如NB-IoT、2/3/4G蜂窝网络、eMTC等; 另一种是通过网关间接和因特网连接,例如LoRa、SigFox、ZigBee、BLE、WiFi等。不同的协议都是针对不同的应用场景设计的,因此在实际使用中都有其优缺点。例如我们常用的WiFi,要保证速率和可靠性,因此覆盖距离不够长,连接不可靠; NB-IoT主要用于低速率物联网应用,能够直接联网,但速率低, 用户连接数少; LoRa的覆盖比较广,但速率低,用户连接数也有限制……

因此,实际部署时需要根据不同的应用场景选择不同的技术、标准以及相应的设备,而在现场实施的时候又会有很多意想不到的困难。无线部署也需要做网优等工作,对实施人员的要求比较高。 这些都增大了物联网的部署难度。

由于物联网一般使用无线技术,那么频谱资源就是物联网的一个非常核心的资源。频谱资源时稀缺的,因为有太多的地方需要这类资源。例如我们的移动电话、微波通信、卫星通信、应急通信、无线WiFi等等。这些资源由于其稀缺性,需要统一的规划。而这在不同的国家也面临着不同的状况。

例如现在比较火热的LoRa,阿里巴巴、腾讯等互联网企业刚刚加入该标准联盟,结果国家的新的频谱规划就给予他们致命一击,LoRa所使用的sub-1G的频谱资源实际上是不开放的。

目前在全球,唯一明确的民用频段就是24GHz,也就是WiFi、蓝牙等使用的频段。但这个频段的问题是与低频段的无线电波相比,越障能力比较差,因此覆盖能力不强。而又由于太多的民用无线设备都是用这个频段,导致这个频段的信号比较“脏”,收到的干扰比较大。 现有的使用这个频段的蓝牙、WiFi协议本身也是为了IP宽带连接而设计的,专注于速率,所以也导致覆盖范围一般不超过100米,并且连接数量有着很大的限制。 因此,要想避免频谱资源的政策风险,就只能使用24GHz这个频段 ,那么如何在这样的情况下增加无线覆盖的范围,提升覆盖距离,就是物联网公司需要解决的一个大问题。

比较有实际应用意义的物联网的规模需要达到一定的程度,也就是终端要足够多,很多地方并不具备电源接入的条件,那么就需要终端的功耗要足够低或者索性无源。

无源当然是最佳的方式,目前的解决方案是要加储能电路,但这种电量非常微小,在现有的技术条件下,覆盖范围和传输能力都受到严重的制约,只能适应很少的一部分场景。因此,大多数情况还是需要有源的终端,这就需要功耗尽可能地低了。 功耗问题可能是目前物联网面临的主要问题之一。

例如在智慧停车之类的项目中,有部分方案是用NB-IoT实现的。这个标准由于使用了蜂窝技术,只有运营商具备掌控的能力,所以电信运营商和设备商都非常有热情去推广,也号称一块电池可以用十年,看起来功耗似乎很低,但那是有前提条件的,就是它平时处于睡眠状态,每天主动醒来一次上传一次数据,在这样的情况下才可能坚持十年。 但用于停车就得频频被唤醒,因此在这个场景中使用就非常耗电。根据实际使用的经验,差不多5个月左右就得去更换电池了。这带来极大的维护工作量,而且电池的成本本身也非常高。因此,至少在停车这种方案中,NB-IoT并不是一个好的选择。如果用LoRa呢?在停车中也有应用,表现好一点,能够达到一年多的使用时间而不用换电池。而一般里面模块和芯片的寿命在5年以上,也就是说,在终端设备的生命周期里,需要更换多次电池,每一次更换电池实际上跟新开工一个项目工作量差不多多少。因此,我们不能说这种状况是令人满意的。

所以,如果能够解决有源终端的功耗难题,不光可以大大减轻日后的维护工作量,还可以大大降低终端的成本,这是因为在实际应用中,电池是物联网终端的主要成本之一。

技术本身是没有国界的,但遗憾的是我们并不生存在一个理想的世界里,我们的现实世界依然存在着各种各样的利益群体,有的时候出于自身利益的考虑,作为体现现代竞争力的物联网技术就要受到一些因素的制约。国家就是一个典型的利益群体,而国家安全往往是这个群体的最高利益之一。信息安全是国家安全的一个重要方面,物联网搜集各种各样的信息,这些信息有的时候就是非常机密的情报,不方便被其他利益团体所获知,因此,在物联网标准方面,在一开始就要注意这个方面。

LoRa是美国公司Semtech所提出的一个物联网标准,也是目前比较主流的标准。这个标准对标的是SigFox——一个欧洲的私人公司封闭的物联网标准,但SigFox用自己的标准建了一个覆盖很广的网络,对外运营物联网业务,可以叫做物联网供应商;而LoRa是半开放的标准,允许用户使用这种技术进行模块和终端产品的开发,并用这些产品组建自己的LoRa物联网,虽然相比于市场上主流的其他方案,看起来价格并不贵,但标准、芯片等核心部分过分集中于美国的供应商Semtech上,在特定的时候这就是一个很大的风险。

因此,无论是物联网方案提供商、物联网产品开发商,还是用户,在选择物联网标准的时候要考虑到这个问题。当然,对于小规模的民用应用,采用什么标准问题不大,但对于军用、大规模应用来说,不考虑这个因素将可能让投资全部打水漂。 最近的无线电频谱的一个征求意见的文件就让某国外标准被判了死刑,即使我们最大的两个互联网公司刚刚加入了这个阵营也是无可奈何。

NB-IoT是中国特别是运营商和设备提供商力推的标准,但它的问题在于功耗较高、用户容量有限,所以,在很多场景里并不适合。因此,中国还需要更多的物联网标准,来补充NB-IoT的不足。

一、物联网卡的用途

物联网卡是三大运营商针对企业用户基于物联网专网提供的通信接入业务。通过专用网元采用专用号段支持可上网和语音等基础通信功能。被广泛应用于车联网、安防监控、智慧消防、农业、智能穿戴、POS机等行业。借助物联网卡进行设备本身的数据传输上网功能。物联网卡最大的特点就是面向企业群体个人禁止使用。

二、物联网卡的材质

物联网卡的材质主要是有两种,一种是焊接的贴片卡另一种就是传统的插拔卡,插拔卡同时还可以根据材质分为工业级物联网卡和普通材质的物联网卡。

工业级物联网卡可以使用在极低或极高的温度环境下以及恶劣的外部环境。

焊接的贴片卡是除了具备插拔卡优点以外,还有抗震动指标要求更高。

一般情况下贴片卡用于生产前装,而插拔卡生产前和生产后都有可能用到。插拔卡因为成本低,安装方便具有更广泛的应用领域;贴片卡因为体积小、耐高温、寿命长、抗震常被用于车载、穿戴设备上等。

三、物联网卡的专用号段

三大运营商采用各自专用的物联网号段,分别是中国电信号段是1441/中国联通号段是146/中国移动号段是148/1440通过专用网元设备支持包括短信、无线数据和语音等基础通信服务。

四、物联网卡与手机SIM卡的区别

首先就是材质的不同,我们平时用的手机SIM卡适用的环境湿度是比较理想的。然物联网卡是用在智能设备上有的还要在户外使用,所以说材质要比普通的SIM卡要耐用。

普通的SIM卡需要卑职STK菜单,通过这些菜单才能应用;物联网卡主要是用于上网,没有其他的应用。所以就不需要。

我们自己使用的手机卡是11位号码,物联网卡使用的是13位号码,资源更丰富

物联网卡是需要卡平台管理的,而我们自己使用的SIM卡不需要。

以上就是我对于物联网卡的介绍,物联网卡是智能硬件和网络的桥梁。物联网智能产品在我们日常生活中频频出现,为各行各业带来了不可多得的一些商机。

联通消费电子级成品卡是(中国联通消费电子产品卡)又称物联网卡。中国联通消费电子产品卡是网上也是一种成功的销售渠道。现在,随着市场的发展不断完善电子消费的趋势是你是永远能够保证的也是一种趋势,电子消费是比较便捷的,也是成本比较低的,对企业和消费者都是非常有利的。

物联卡作为物联网技术的核心,被广泛应用于智慧城市、自动售卖机、移动支付、智慧垃圾分类等需要无线联网的智能终端设备。物联卡的运营需要通过统一的网络,一般运营商在将物联卡发售给企业法人后,为每个企业开通一个“流量池”。

企业所拥有的物联卡在使用过程中消耗的是“流量池”中的流量。运营商可以通过后台管理、控制,甚至定位物联卡。一旦“流量池”中的流量耗尽,而企业又没有及时续费,那么运营商就会通过后台管理使物联卡无法联网。


相关信息

针对物联卡的发行、销售和购买,虽已对企业用户进行实名验证,但不少网络诈骗分子依然在市面上购得了大量“无需实名认证”的物联卡,使其成为网络犯罪的新工具。在当前多起投资理财诈骗、网络贷款、兼职刷单、洗钱转账等涉网络犯罪中,犯罪团伙大量使用了物联卡。

多地公安民警提出,物联卡市场快速发展,但管控明显滞后,给诈骗分子可乘之机,也给网络安全带来较大风险隐患。大量流通于市面的物联卡不仅让非企业用户比较容易使用,让不法分子有可乘之机,还让一些游走于灰色地带的“羊毛党”发现了新机遇。



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